DE102020105581A1 - ONE-TIME PROGRAMMABLE MEMORY - Google Patents

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Abstract

Es werden verschiedene einmalig programmierbare (OTP) Speicherzellen offenbart. Eine OTP-Speicherzelle enthält einen zusätzlichen Dotierungsbereich, der sich zumindest teilweise unter dem Gate eines Transistors, wie etwa einem Antifuse-Transistor, erstreckt. Der zusätzliche Dotierungsbereich stellt einen zusätzlichen Strompfad für einen Lesestrom bereit. Alternativ enthält eine OTP-Speicherzelle drei Transistoren; einen Antifuse-Transistor und zwei Auswahltransistoren. Die beiden Auswahltransistoren können als ein kaskadierter Auswahltransistor oder als zwei separate Auswahltransistoren konfiguriert sein.Various one time programmable (OTP) memory cells are disclosed. An OTP memory cell contains an additional doping region that extends at least partially under the gate of a transistor such as an antifuse transistor. The additional doping area provides an additional current path for a read current. Alternatively, an OTP memory cell contains three transistors; an antifuse transistor and two selection transistors. The two selection transistors can be configured as a cascaded selection transistor or as two separate selection transistors.

Description

HINTERGRUNDBACKGROUND

Viele moderne Elektronikgeräte enthalten elektronischen Speicher. Elektronischer Speicher ist eine Vorrichtung, die konfiguriert ist, Datenbits in jeweiligen Speicherzellen zu speichern. Eine Speicherzelle ist eine Schaltung, die konfiguriert ist, ein Datenbit zu speichern, typischerweise unter Verwendung von einem oder mehreren Transistoren. Ein Typ von elektronischem Speicher ist einmalig programmierbarer Speicher (One-time Programmable Memory; OTP). Ein OTP-Speicher ist ein Nur-Lese-Speicher, der nur einmal programmiert (z.B. beschrieben) werden kann.Many modern electronic devices contain electronic memory. Electronic memory is a device configured to store bits of data in respective memory cells. A memory cell is a circuit configured to store a bit of data, typically using one or more transistors. One type of electronic memory is one-time programmable memory (OTP). An OTP memory is a read-only memory that can only be programmed (e.g. written) once.

FigurenlisteFigure list

Die Offenbarung lässt sich anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen einfach verstehen, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Strukturelemente angeben, und wobei:

  • 1 ein Blockdiagramm einer Speichervorrichtung veranschaulicht, in der Aspekte der Offenbarung gemäß einigen Ausführungsformen praktiziert werden können;
  • 2 ein schematisches Diagramm einer ersten OTP-Speicherzelle gemäß einigen Ausführungsformen zeigt;
  • 3 eine beispielhafte Implementierung der ersten, in 2 gezeigten, OTP-Speicherzelle veranschaulicht.
  • 4 ein Layout erster OTP-Speicherzellen gemäß einigen Ausführungsformen zeigt;
  • 5 ein schematisches Diagramm der ersten, in 4 gezeigten, OTP-Speicherzellen veranschaulicht;
  • 6 eine beispielhafte Implementierung einer zweiten OPT-Speicherzelle gemäß einigen Ausführungsformen zeigt;
  • 7 ein schematisches Diagramm einer dritten OTP-Speicherzelle gemäß einigen Ausführungsformen veranschaulicht;
  • 8 ein Layout dritter OTP-Speicherzellen gemäß einigen Ausführungsformen zeigt;
  • 9 ein schematisches Diagramm der dritten, in 8 gezeigten, OTP-Speicherzellen veranschaulicht;
  • 10 eine Speicheranordnung mit dritten OTP-Speicherzellen gemäß einigen Ausführungsformen zeigt; und
  • 11 beispielhafte Vorspannungen für die in 10 gezeigten OTP-Speicherzellen veranschaulicht.
The disclosure can be easily understood from the following detailed description in conjunction with the accompanying drawings, wherein the same reference numerals indicate the same structural elements, and wherein:
  • 1 illustrates a block diagram of a memory device in which aspects of the disclosure can be practiced in accordance with some embodiments;
  • 2 FIG. 3 shows a schematic diagram of a first OTP memory cell in accordance with some embodiments; FIG.
  • 3 an exemplary implementation of the first, in 2 OTP memory cell shown.
  • 4th Figure 11 shows a layout of first OTP memory cells in accordance with some embodiments;
  • 5 a schematic diagram of the first, in 4th OTP memory cells shown in FIG.
  • 6th Figure 11 shows an example implementation of a second OPT memory cell in accordance with some embodiments;
  • 7th illustrates a schematic diagram of a third OTP memory cell in accordance with some embodiments;
  • 8th Figure 12 shows a layout of third OTP memory cells in accordance with some embodiments;
  • 9 a schematic diagram of the third, in 8th OTP memory cells shown in FIG.
  • 10 Figure 12 shows a memory array with third OTP memory cells in accordance with some embodiments; and
  • 11 exemplary preloads for the in 10 illustrated OTP memory cells.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Die folgende Offenbarung stellt viele unterschiedliche Ausführungsformen oder Beispiele für die Implementierung unterschiedlicher Elemente des vorgestellten Gegenstandes bereit. Nachfolgend werden konkrete Beispiele der Komponenten und Anordnungen beschrieben, um die vorliegende Offenbarung zu vereinfachen. Dies sind natürlich lediglich Beispiele und sie sind nicht als einschränkend beabsichtigt. Die Bildung eines ersten Elements über oder auf einem zweiten Element in der Beschreibung, die folgt, kann zum Beispiel Ausführungsformen beinhalten, in denen das erste und zweite Element in direktem Kontakt ausgebildet sind, und können auch Ausführungsformen beinhalten, in denen zusätzliche Elemente zwischen dem ersten und dem zweiten Element ausgebildet sind, so dass das erste und das zweite Element möglicherweise nicht in direktem Kontakt stehen. Zusätzlich kann die vorliegende Offenbarung Bezugszahlen und/oder -buchstaben in den verschiedenen Beispielen wiederholen. Diese Wiederholung dient dem Zweck der Vereinfachung und Klarheit und diktiert nicht an sich eine Beziehung zwischen den verschiedenen diskutierten Ausführungsformen und/oder Konfigurationen.The following disclosure provides many different embodiments or examples for implementing different elements of the presented subject matter. Concrete examples of the components and arrangements are described below in order to simplify the present disclosure. These are of course only examples and are not intended to be limiting. Formation of a first element over or on a second element in the description that follows may include, for example, embodiments in which the first and second elements are formed in direct contact, and may also include embodiments in which additional elements are between the first and the second member are formed so that the first and second members may not be in direct contact. In addition, the present disclosure may repeat reference numbers and / or letters in the various examples. This repetition is for the purpose of simplification and clarity and does not per se dictate a relationship between the various embodiments and / or configurations discussed.

Ferner können hierin räumlich relative Begriffe, wie etwa „darunter“, „unter“, „tiefer“, „darüber“, „über“, „unter“, „obere“, „Oberseite“, „Unterseite“, „vorne“, „hinten“ und dergleichen zur einfacheren Beschreibung verwendet werden, um eine Beziehung eines Elements oder Merkmals zu einem oder mehreren anderen Element(en) oder Merkmal(en), wie in der bzw. den Figur(en) veranschaulicht, zu beschreiben. Es ist vorgesehen, dass die räumlich relativen Begriffe unterschiedliche Orientierungen der Vorrichtung im Gebrauch oder im Betrieb zusätzlich zu der in den Figuren gezeigten Orientierung mit einschließen. Da Komponenten in diversen Ausführungsformen in einer Reihe unterschiedlicher Orientierungen positioniert sein können, wird die Richtungsterminologie ausschließlich zu Zwecken der Veranschaulichung verwendet, und sie ist in keiner Weise einschränkend. Bei Verwendung in Verbindung mit Schichten einer integrierten Schaltung, Halbleitervorrichtung oder elektronischen Vorrichtung ist eine breite Auslegung der Richtungsterminologie beabsichtigt und sie darf daher nicht so interpretiert werden, als würde sie das Vorhandensein von einer oder mehreren Zwischenschicht(en) oder anderer dazwischenliegender Merkmale oder Elemente ausschließen. Somit kann eine gegebene Schicht, die hierin als auf, über oder unter einer anderen Schicht ausgebildet oder auf, über oder unter einer anderen Schicht angeordnet beschrieben wird, durch eine oder mehrere zusätzliche Schichten von der letzteren Schicht getrennt sein.Furthermore, spatially relative terms such as "below", "below", "lower", "above", "above", "below", "upper", "upper side", "lower side", "front", " back ”and the like may be used, for convenience of description, to describe a relationship of one element or feature to one or more other element (s) or feature (s) as illustrated in the figure (s). It is provided that the spatially relative terms include different orientations of the device in use or in operation in addition to the orientation shown in the figures. Because components in various embodiments can be positioned in a number of different orientations, the directional terminology is used for purposes of illustration only and is in no way limiting. When used in connection with layers of an integrated circuit, semiconductor device, or electronic device, the directional terminology is intended to be interpreted broadly and therefore should not be interpreted as excluding the presence of one or more interlayers or other intervening features or elements . Thus a given Layer which is described herein as being formed on, above or below another layer or arranged on, above or below another layer may be separated from the latter layer by one or more additional layers.

Hierin beschriebene Ausführungsformen stellen diverse einmalig programmierbare (OTP) Speicherzellen bereit. In einer Ausführungsform enthält die OTP-Speicherzelle einen zusätzlichen Dotierungsbereich, der sich unter dem Gate eines Transistors erstreckt. In einer Ausführungsform erstreckt sich der zusätzliche Dotierungsbereich unter dem Gate eines Wortleitungsprogramms eines Antifuse-Transistors in der OTP-Speicherzelle. Der zusätzliche Dotierungsbereich kann den Diodeneffekt minimieren, was wiederum eine Straffung des Speicherzellenstroms ermöglicht.Embodiments described herein provide various one-time programmable (OTP) memory cells. In one embodiment, the OTP memory cell contains an additional doping region that extends under the gate of a transistor. In one embodiment, the additional doping region extends under the gate of a word line program of an antifuse transistor in the OTP memory cell. The additional doping area can minimize the diode effect, which in turn enables the memory cell current to be tightened.

In einer anderen Ausführungsform enthält die OTP-Speicherzelle drei Transistoren, einen Antifuse-Transistor und zwei Auswahltransistoren. Die Auswahltransistoren können die Spannungsbelastung auf den Auswahltransistoren in den nicht ausgewählten OTP-Speicherzellen während der Programmierung entspannen. Zusätzlich oder alternativ können die Transistoren in den OTP-Speicherzellen aufgrund der höheren Toleranz gegenüber den Spannungsbelastungen kürzere Gate-Längen aufweisen. Die beiden Auswahltransistoren können als ein kaskadierter Auswahltransistor oder als zwei unterschiedliche Auswahltransistoren konfiguriert sein.In another embodiment, the OTP memory cell contains three transistors, one antifuse transistor and two selection transistors. The selection transistors can relax the voltage load on the selection transistors in the unselected OTP memory cells during programming. Additionally or alternatively, the transistors in the OTP memory cells can have shorter gate lengths due to the higher tolerance to the voltage loads. The two selection transistors can be configured as a cascaded selection transistor or as two different selection transistors.

Diese und andere Ausführungsformen werden nachfolgend unter Bezugnahme auf 1 bis 11 diskutiert. Der Fachmann wird jedoch leicht zu würdigen wissen, dass die hierin gegebene ausführliche Beschreibung in Bezug auf diese Figuren ausschließlich Beispielszwecken dient und nicht als einschränkend ausgelegt werden darf.These and other embodiments are discussed below with reference to FIG 1 until 11 discussed. However, it will be readily appreciated by those skilled in the art that the detailed description given herein with respect to these figures is for exemplary purposes only and is not to be construed as limiting.

1 veranschaulicht ein Blockdiagramm einer Speichervorrichtung, in der Aspekte der Offenbarung gemäß manchen Ausführungsformen praktiziert werden können. In der veranschaulichten Ausführungsform enthält die Speichervorrichtung 100 Speicherzellen 102, die in Zeilen und Spalten angeordnet sind, um eine Speicheranordnung 104 zu bilden. Die Speichervorrichtung 100 kann jedwede geeignete Anzahl von Zeilen und Spalten enthalten. Eine Speichervorrichtung enthält beispielsweise eine Anzahl R von Zeilen und eine Anzahl C von Spalten, wobei R eine ganze Zahl größer oder gleich oder Eins ist und C eine Zahl größer oder gleich Zwei ist. Wie später noch ausführlicher beschrieben, sind die Speicherzellen 102 in einer Ausführungsform OTP-Speicherzellen, die einen Antifuse-Transistor und einen oder mehrere Auswahltransistoren enthalten. 1 FIG. 11 illustrates a block diagram of a memory device in which aspects of the disclosure can be practiced in accordance with some embodiments. In the illustrated embodiment, the storage device includes 100 Storage cells 102 arranged in rows and columns to form a memory array 104 to build. The storage device 100 can contain any suitable number of rows and columns. A memory device contains, for example, a number R of rows and a number C of columns, where R is an integer greater than or equal to or one and C is a number greater than or equal to two. As will be described in more detail later, the memory cells are 102 in one embodiment, OTP memory cells that contain an antifuse transistor and one or more selection transistors.

Jede Zeile von Speicherzellen 102 ist operativ mit einer oder mehreren Wortleitungen (kollektiv Wortleitung 106) verbunden. Die Wortleitungen 106 sind operativ mit einer oder mehreren Zeilenauswahlschaltungen (kollektiv als Zeilenauswahlschaltung 108 bezeichnet) verbunden. Die Zeilenauswahlschaltung 108 wählt eine bestimmte Wortleitung 106 basierend auf einem Adressensignal aus, das von Signalleitung 110 empfangen wird.Each row of memory cells 102 is operational with one or more word lines (collectively word line 106 ) tied together. The word lines 106 are operative with one or more row selection circuits (collectively as a row selection circuit 108 designated) connected. The line selection circuit 108 selects a specific word line 106 based on an address signal sent from signal line 110 Will be received.

Jede Spalte der Speicherzellen 102 ist operativ mit einer oder mehreren Bitleitungen (kollektiv Bitleitung 112) verbunden. Die Bitleitungen 112 sind operativ mit einer oder mehreren Spaltenauswahlschaltungen (kollektiv als Spaltenauswahlschaltung 114 bezeichnet) verbunden. Die Spaltenauswahlschaltung 114 wählt eine bestimmte Bitleitung 112 basierend auf einem Auswahlsignal aus, das von Signalleitung 116 empfangen wird.Each column of the memory cells 102 is operative with one or more bitlines (collectively bitline 112 ) tied together. The bit lines 112 are operative with one or more column selection circuits (collectively as a column selection circuit 114 designated) connected. The column selection circuit 114 selects a particular bit line 112 based on a selection signal sent by signal line 116 Will be received.

Eine Verarbeitungsvorrichtung 118 ist operativ mit der Speicheranordnung 104, der Zeilenauswahlschaltung 108 und der Spaltenauswahlschaltung 114 verbunden. Die Verarbeitungsvorrichtung 118 ist betriebsfähig, eine oder mehrere Operationen der Speicheranordnung 104, der Zeilenauswahlschaltung 108 und der Spaltenauswahlschaltung 114 zu steuern. Es kann jedwede geeignete Verarbeitungsvorrichtung verwendet werden. Beispielhafte Verarbeitungsvorrichtungen enthalten eine zentrale Verarbeitungseinheit, einen Mikroprozessor, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung, eine Grafikverarbeitungseinheit, ein feldprogrammierbares Gate-Array oder Kombinationen davon, sind aber nicht darauf beschränkt.A processing device 118 is operative with the memory array 104 , the line selection circuit 108 and the column selection circuit 114 tied together. The processing device 118 is operable to perform one or more operations of the memory array 104 , the line selection circuit 108 and the column selection circuit 114 to control. Any suitable processing device can be used. Exemplary processing devices include, but are not limited to, a central processing unit, a microprocessor, an application specific integrated circuit, a graphics processing unit, a field programmable gate array, or combinations thereof.

Eine Stromversorgung 120 ist zumindest mit der Speicheranordnung 104 und der Verarbeitungsvorrichtung 118 operativ verbunden. Wie später ausführlicher zu beschreiben ist, kann die Verarbeitungsvorrichtung 118 veranlassen, dass eine oder mehrere Vorspannungen auf die Speicherzellen 102 in der Speicheranordnung 104 angelegt wird bzw. werden.A power supply 120 is at least with the memory array 104 and the processing device 118 operationally connected. As will be described in more detail later, the processing device 118 cause one or more bias voltages to be applied to the memory cells 102 in the memory array 104 is or will be created.

Die Verarbeitungsvorrichtung 118 und/oder die Stromversorgung 120 können in der gleichen Schaltungsanordnung (z.b. dem gleichen integrierten Schaltkreis) wie die Speicheranordnung 104 angeordnet sein, oder die Verarbeitungsvorrichtung 118 und/oder die Stromversorgung 120 können in einer Schaltungsanordnung angeordnet sein, die separat von der Speichervorrichtung 104 und operativ mit der Speicheranordnung 104 verbunden ist. Die Speichervorrichtung 100, die Verarbeitungsvorrichtung 118 und die Stromversorgung 120 sind in einer elektronischen Vorrichtung 122 enthalten. Beispielhafte elektronische Vorrichtungen beinhalten eine Rechenvorrichtung, einen Fernseher, eine Kamera und eine tragbare Vorrichtung, sind aber nicht darauf beschränkt.The processing device 118 and / or the power supply 120 can be in the same circuit arrangement (eg the same integrated circuit) as the memory arrangement 104 be arranged, or the processing device 118 and / or the power supply 120 can be arranged in circuitry separate from the memory device 104 and operative with the memory array 104 connected is. The storage device 100 , the processing device 118 and the power supply 120 are in an electronic device 122 contain. Exemplary electronic devices include, but are not limited to, a computing device, a television, a camera, and a portable device.

Wenn Daten in eine Speicherzelle 102 zu schreiben sind (z.B. die Speicherzelle 102 programmiert wird) oder aus einer Speicherzelle 102 gelesen werden, wird auf Signalleitung 110 eine Adresse für die Speicherzelle empfangen. Die Zeilenauswahlschaltung 108 aktiviert oder erklärt die Wortleitung 106, die der Adresse zugeordnet ist. Ein Auswahlsignal wird auf der Signalleitung 116 empfangen und die Bitleitung 112, die dem Auswahlsignal zugeordnet ist, wird erklärt oder aktiviert. Die Daten werden dann in die Speicherzelle 102 geschrieben oder aus ihr gelesen.When data is in a memory cell 102 are to be written (e.g. the memory cell 102 programmed) or from a memory cell 102 will be read on signal line 110 receive an address for the memory cell. The line selection circuit 108 activates or declares the word line 106 assigned to the address. A selection signal is on the signal line 116 received and the bit line 112 associated with the selection signal is explained or activated. The data is then stored in the memory cell 102 written or read from it.

2 zeigt ein schematisches Diagramm einer ersten OTP-Speicherzelle gemäß manchen Ausführungsformen. Die OTP-Speicherzelle 102 ist mit einem ersten Transistor 200 ausgebildet, der mit einem zweiten Transistor 202 in Reihe geschaltet ist. Der erste Transistor 200 ist ein Antifuse-Transistor, der ein Wortleitungsprogramm- (WLP) Signal an dem Gate des Antifuse-Transistors empfängt. Der zweite Transistor 202 ist ein Auswahltransistor, der ein Wortleitungslese- (WLR) Signal an dem Gate des Auswahltransistors empfängt. Es kann jedweder geeignete Transistortyp verwendet werden. In einer Ausführungsform sind der erste und der zweite Transistor 200, 202 Metalloxidhalbleiter- (MOS) Transistoren. 2 FIG. 3 shows a schematic diagram of a first OTP memory cell in accordance with some embodiments. The OTP memory cell 102 is with a first transistor 200 formed with a second transistor 202 is connected in series. The first transistor 200 is an antifuse transistor that is a word line program ( WLP ) Receives signal at the gate of the antifuse transistor. The second transistor 202 is a select transistor that receives a word line read (WLR) signal on the gate of the select transistor. Any suitable type of transistor can be used. In one embodiment, the first and second are transistors 200 , 202 Metal Oxide Semiconductor (MOS) transistors.

Während der Programmierung verwendet die OTP-Speicherzelle 102 einen permanenten Oxiddurchbruch als den einmaligen Programmiermechanismus. Bei herkömmlichen oder bekannten OTP-Speicherzellen kann ein Diodeneffekt in dem Lesestrompfad nach dem Durchbruch auftreten. Wie später noch ausführlicher zu beschreiben ist, erzeugt ein zusätzlicher Dotierungsbereich in der OTP-Speicherzelle 102 einen zusätzlichen Strompfad 204, der das Auftreten des Diodeneffekts reduziert oder minimiert.The OTP memory cell is used during programming 102 permanent oxide breakthrough as the unique programming mechanism. With conventional or known OTP memory cells, a diode effect can occur in the read current path after the breakdown. As will be described in more detail later, an additional doping area is produced in the OTP memory cell 102 an additional current path 204 , which reduces or minimizes the occurrence of the diode effect.

3 veranschaulicht eine beispielhafte Implementierung der ersten, in 2 gezeigten, OTP-Speicherzelle. Die WLP-, WLR- und BL-Signalleitungen sind aus Gründen der Klarheit in der 3 ausgelassen. Der erste Transistor 200 (z.B. der Antifuse-Transistor) enthält ein Gate 300 und der zweite Transistor 202 (z.B. der Auswahltransistor) enthält ein Gate 302. In einer Ausführungsform sind die Gates 300, 302 Metall-Gates. Entlang der Seiten der Gates 300, 302 sind dielektrische Seitenwände 304 positioniert, um die Gates 300, 302 elektrisch zu isolieren. In den dielektrischen Seitenwänden 304 kann jedwedes geeignete dielektrische Material verwendet werden. Das dielektrische Material kann beispielsweise ein Oxid, Hafniumoxid oder Zirkoniumoxid sein. 3 illustrates an exemplary implementation of the first, in 2 OTP memory cell shown. The WLP, WLR, and BL signal lines are included for clarity in FIG 3 left out. The first transistor 200 (e.g. the antifuse transistor) contains a gate 300 and the second transistor 202 (e.g. the selection transistor) contains a gate 302 . In one embodiment, the gates are 300 , 302 Metal gates. Along the sides of the gates 300 , 302 are dielectric sidewalls 304 positioned around the gates 300 , 302 electrically isolate. In the dielectric sidewalls 304 any suitable dielectric material can be used. The dielectric material can be, for example, an oxide, hafnium oxide or zirconium oxide.

Ein erstes Gate-Dielektrikum 306 ist unter jedem Gate 300, 302 angeordnet, und ein zweites Gate-Dielektrikum 308 ist unter dem ersten Gate-Dielektrikum 306 und einem Substrat angeordnet. Das erste Gate-Dielektrikum 306 ist beispielsweise ein Hi-K-Dielektrikum (ein Dielektrikum mit einer hohen Dielektrikkonstante κ) und das zweite Gate-Dielektrikum 308 ein Siliziumdioxidmaterial.A first gate dielectric 306 is under every gate 300 , 302 arranged, and a second gate dielectric 308 is under the first gate dielectric 306 and arranged on a substrate. The first gate dielectric 306 is for example a Hi-K dielectric (a dielectric with a high dielectric constant κ) and the second gate dielectric 308 a silicon dioxide material.

Ein erster Dotierungsbereich 310 und ein zweiter Dotierungsbereich 312 sind in dem Substrat 307 neben dem Gate 300 ausgebildet. Der zweite Dotierungsbereich 312 und ein dritter Dotierungsbereich 314 sind in dem Substrat 307 neben dem Gate 302 angeordnet. Der erste, zweite und dritte Dotierungsbereich 310, 312, 314 sind die Source- und Drainbereiche des ersten und des zweiten Transistors 200, 202. Ein zusätzlicher vierter Dotierungsbereich 316 erstreckt sich von dem ersten Dotierungsbereich 310 und unter den Gate 300 des ersten Transistors 200 (z.B. der Antifuse-Transistor). In manchen Ausführungsformen befindet sich der vierte Dotierungsbereich 316 nur unter einem Teil des Gates 300. In manchen Ausführungsformen wird der zusätzliche vierte Dotierungsbereich 316 in einem separaten Implantiervorgang gebildet, nachdem der erste, der zweite und der dritte Dotierungsbereich 310, 312, 314 gebildet wurden. Der Dotierstoff oder die Dotierstoffe in dem ersten, dem zweiten und dem dritten Dotierungsbereich 310, 312, 314 und in dem vierten Dotierungsbereich 316 weisen einen ersten Leitfähigkeitstyp auf (z.B. N-Leitfähigkeitstyp).A first doping area 310 and a second doping region 312 are in the substrate 307 next to the gate 300 educated. The second doping area 312 and a third doping region 314 are in the substrate 307 next to the gate 302 arranged. The first, second and third doping regions 310 , 312 , 314 are the source and drain regions of the first and second transistors 200 , 202 . An additional fourth doping area 316 extends from the first doping region 310 and under the gate 300 of the first transistor 200 (e.g. the antifuse transistor). In some embodiments, the fourth doping region is located 316 only under part of the gate 300 . In some embodiments, the additional fourth doping region becomes 316 formed in a separate implantation process after the first, the second and the third doping region 310 , 312 , 314 were formed. The dopant or dopants in the first, second and third doping regions 310 , 312 , 314 and in the fourth doping region 316 have a first conductivity type (eg N conductivity type).

Der vierte Dotierungsbereich 316 wird verwendet, um den zusätzlichen Strompfad 204 für den Lesestrom zu bilden. Der vierte Dotierungsbereich 316 ermöglicht es dem Strompfad 204 die p-n-Diode zu vermeiden, die aus dem ersten Dotierungsbereich 310 (z.B. N-Leitfähigkeitstyp) und dem zweiten Halo-Bereich 319 (z.B. P-Leitfähigkeitstyp) resultieren kann. Dadurch kann der Zellstrom erhöht und die Lesemarge verbessert werden.The fourth doping area 316 is used to make the additional current path 204 to form for the reading stream. The fourth doping area 316 enables the current path 204 the pn diode to avoid coming from the first doping area 310 (e.g. N conductivity type) and the second halo area 319 (e.g. P conductivity type) can result. This can increase the cell current and improve the read margin.

Ein erster Halo-Bereich 318 wird in dem Substrat 307 neben dem zweiten Dotierungsbereich 312 gebildet und ein zweiter Halo-Bereich 319 wird in dem Substrat 307 neben dem ersten Dotierungsbereich 310 und dem zusätzlichen vierten Dotierungsbereich 316 gebildet. Der erste und der zweite Halo-Bereich 318, 319 werden mit einem Dotierstoff oder Dotierstoffen mit einem zweiten Leitfähigkeitstyp (z.B. P-Leitfähigkeitstyp) gebildet, der dem ersten Leitfähigkeitstyp der ersten Dotierungsbereiche 310, 312 entgegengesetzt ist. Der erste und der zweite Halo-Bereich 318, 319 können die laterale Diffusion des Dotierstoffes oder der Dotierstoffe in dem ersten und in dem zweiten Dotierungsbereich 310, 312 jeweils begrenzen. In manchen Ausführungsformen werden der erste und der zweite Halo-Bereich 318, 319 gebildet, nachdem die Gates 300, 302 definiert und bevor der erste, der zweite und der dritte Dotierungsbereich 310, 312, 314 gebildet wurden.A first halo area 318 will be in the substrate 307 next to the second doping area 312 formed and a second halo area 319 will be in the substrate 307 next to the first doping area 310 and the additional fourth doping region 316 educated. The first and second halo areas 318 , 319 are formed with a dopant or dopants with a second conductivity type (eg P conductivity type), which is the first conductivity type of the first doping regions 310 , 312 is opposite. The first and second halo areas 318 , 319 can be the lateral diffusion of the dopant or dopants in the first and in the second doping region 310 , 312 limit each. In some embodiments, the first and second halo regions 318 , 319 formed after the gates 300 , 302 defined and before the first, the second and the third Doping area 310 , 312 , 314 were formed.

In der veranschaulichten Ausführungsform sind der erste, der zweite und der dritte Dotierungsbereich 310, 312, 314 und der zusätzliche vierte Dotierungsbereich 316 mit einem oder mehreren N-Typ-Dotierstoffen gebildet und der erste und der zweite Halo-Bereich 318, 319 sind mit einem oder mehreren P-Typ-Dotierstoffen gebildet, obwohl andere Ausführungsformen nicht auf diese Implementierung beschränkt sind. Ein beispielhafter N-Typ-Dotierstoff ist Phosphor oder Arsen und ein beispielhafter P-Typ-Dotierstoff ist Bor oder Gallium. Der erste, der zweite und der dritte Dotierungsbereich 310, 312, 314 und der zusätzliche vierte Dotierungsbereich 316 können eine höhere Dotierstoffkonzentration (z.B. N+) aufweisen. Auf ähnliche Weise können der erste und der zweite Halo-Bereich 318, 319 in manchen Ausführungsformen eine höhere Dotierstoffkonzentration (z.B. P+) aufweisen.In the illustrated embodiment, the first, second, and third are doping regions 310 , 312 , 314 and the additional fourth doping region 316 formed with one or more N-type dopants and the first and second halo regions 318 , 319 are formed with one or more P-type dopants, although other embodiments are not limited to this implementation. An exemplary N-type dopant is phosphorus or arsenic and an exemplary P-type dopant is boron or gallium. The first, second and third doping regions 310 , 312 , 314 and the additional fourth doping region 316 can have a higher dopant concentration (eg N + ). Similarly, the first and second halo regions 318 , 319 in some embodiments have a higher dopant concentration (eg P + ).

4 zeigt ein Layout erster OTP-Speicherzellen gemäß manchen Ausführungsformen. 5 veranschaulicht ein schematisches Diagramm der ersten, in 4 gezeigten, OTP-Speicherzellen. FIG. wird in Verbindung mit der 5 beschrieben. Das Layout 400 repräsentiert vier OTP-Speicherzellen 102a, 102b, 102c, 102d. Die erste OTP-Speicherzelle 102a enthält den ersten Transistor 200a (5), der mit dem zweiten Transistor 202a in Reihe geschaltet ist (5). Wie vorstehend beschrieben, ist der erste Transistor 200a in einer Ausführungsform ein Antifuse-Transistor und der zweite Transistor 202a ist ein Auswahltransistor. Das Gate des ersten Transistors 200a empfängt ein Wortleitungsprogramm0(WLP0) Signal und das Gate des zweiten Transistors 202a empfängt ein Wortleitungslese- 0 (WLR0) Signal. 4th shows a layout of first OTP memory cells in accordance with some embodiments. 5 FIG. 11 illustrates a schematic diagram of the first, in FIG 4th OTP memory cells shown. FIG. is used in conjunction with the 5 described. The layout 400 represents four OTP memory cells 102a , 102b , 102c , 102d . The first OTP memory cell 102a contains the first transistor 200a ( 5 ), the one with the second transistor 202a is connected in series ( 5 ). As described above, the first is transistor 200a in one embodiment, an antifuse transistor and the second transistor 202a is a selection transistor. The gate of the first transistor 200a receives a word line program 0 ( WLP0 ) Signal and the gate of the second transistor 202a receives a wordline read 0 (WLR0) signal.

Die zweite OTP-Speicherzelle 102b enthält den ersten Transistor 200b (5) und den zweiten Transistor 202b (5) in Reihe geschaltet. Das Gate des ersten Transistors 200b empfängt ein Wortleitungslese- 1 (WLR1) Signal und das Gate des zweiten Transistors 202b empfängt ein Wortleitungsprogramm- 1 (WLP1) Signal. Die zweite OTP-Speicherzelle 102b ist mit der ersten OTP-Speicherzelle 102a in Reihe geschaltet (5).The second OTP memory cell 102b contains the first transistor 200b ( 5 ) and the second transistor 202b ( 5 ) connected in series. The gate of the first transistor 200b receives a wordline read 1 ( WLR1 ) Signal and the gate of the second transistor 202b receives a word line program 1 ( WLP1 ) Signal. The second OTP memory cell 102b is with the first OTP memory cell 102a connected in series ( 5 ).

Die dritte OTP-Speicherzelle 102c enthält den ersten Transistor 200c (5) und den zweiten Transistor 202c (5) in Reihe geschaltet. Das Gate des ersten Transistors 200C empfängt ein Wortleitungsprogramm- 2 (WLP2) Signal und das Gate des zweiten Transistors 202c empfängt ein Wortleitungslese- 2 (WLR2) Signal.The third OTP memory cell 102c contains the first transistor 200c ( 5 ) and the second transistor 202c ( 5 ) connected in series. The gate of the first transistor 200C receives a word line program- 2 ( WLP2 ) Signal and the gate of the second transistor 202c receives a word line read 2 ( WLR2 ) Signal.

Die vierte OTP-Speicherzelle 102d enthält den ersten Transistor 200d (5) und den zweiten Transistor 202d (5) in Reihe geschaltet. Das Gate des ersten Transistors 200d empfängt ein Wortleitungslese- 3 (WLR3) Signal und das Gate des zweiten Transistors 202d empfängt ein Wortleitungsprogramm- 3 (WLP3) Signal. Die vierte OTP-Speicherzelle 102d ist mit der dritten OTP-Speicherzelle 102c in Reihe geschaltet (5).The fourth OTP memory cell 102d contains the first transistor 200d ( 5 ) and the second transistor 202d ( 5 ) connected in series. The gate of the first transistor 200d receives a word line read 3 ( WLR3 ) Signal and the gate of the second transistor 202d receives a word line program- 3 ( WLP3 ) Signal. The fourth OTP memory cell 102d is with the third OTP memory cell 102c connected in series ( 5 ).

Eine Bitleitung 112 (5) erstreckt sich entlang dem ersten, dem zweiten und dem dritten Dotierungsbereich (z.B. die Source-/Drain-Bereiche 310, 312, 314 in 3) des ersten und des zweiten Transistors 200a, 202a, 200b, 202b, 200c, 202c, 200d, 202d und ist damit verbunden. Ein Dummy-Bereich 402 ist zwischen der zweiten OTP-Speicherzelle 102b und der dritten OTP-Speicherzelle 102c ausgebildet. Ein Dummy-Bereich 402 ist auch neben der ersten OTP-Speicherzelle 102a und neben der vierten OTP-Speicherzelle 102d ausgebildet. Die Dummy-Bereiche 402 enthalten Polysilizium-Abstandshalter, die die Floating-Bereiche 500 (5) bilden, die mit einem Source-/Drain-Bereich (z.B. dem ersten Dotierungsbereich 310 in 3) der ersten Speicherzelle 102a und mit einem Source-/Drain-Bereich (z.B. der erste Dotierungsbereich 310 in 3) der vierten OTP-Speicherzelle 102d verbunden sind. Die gestrichelte Linie 404 definiert eine Ein-Bit-OTP-Speicherzelle (z.B. OTP-Speicherzelle 102b).One bit line 112 ( 5 ) extends along the first, second and third doping regions (eg the source / drain regions 310 , 312 , 314 in 3 ) of the first and the second transistor 200a , 202a , 200b , 202b , 200c , 202c , 200d , 202d and is connected to it. A dummy area 402 is between the second OTP memory cell 102b and the third OTP memory cell 102c educated. A dummy area 402 is also next to the first OTP memory cell 102a and next to the fourth OTP memory cell 102d educated. The dummy areas 402 contain polysilicon spacers that cover the floating areas 500 ( 5 ) that form with a source / drain region (e.g. the first doping region 310 in 3 ) of the first memory cell 102a and with a source / drain region (e.g. the first doping region 310 in 3 ) of the fourth OTP memory cell 102d are connected. The dashed line 404 defines a one-bit OTP memory cell (e.g. OTP memory cell 102b) .

Die zusätzlichen vier Dotierungsbereiche 316a, 316b, 316c sind unter einem Teil der Gates ausgebildet, die die Wortleitungsprogrammsignale (WLP0, WLP1, WLP2, WLP3) empfangen und überlappen oder erstrecken sich auf einen Source-/Drain-Bereich (z.B. erster Dotierungsbereich 310 in 3) jedes ersten Transistors 200a, 200b, 200c, 200d. Wir vorstehend in Verbindung mit 3 beschrieben, erstreckt sich der zusätzliche vierte Dotierungsbereich 316 auf oder überlappt den ersten Dotierungsbereich 310 (den Source-/Drain-Bereich des ersten Transistors 200). Der zweite Dotierungsbereich 316a erzeugt den zusätzlichen Strompfad 502 für den Lesestrom (in 5 gezeigt). Der zweite Dotierungsbereich 316b erzeugt die zusätzlichen Strompfade 504, 506. Der zweite Dotierungsbereich 316c erzeugt den zusätzlichen Strompfad 508. Beim Lesen einer OTP-Speicherzelle 102a, 102b, 102c, 102d kann ein zusätzlicher Strompfad 502, 504, 506, 508 für den Lesestrom das Auftreten des Diodeneffekts reduzieren oder minimieren.The additional four doping areas 316a , 316b , 316c are formed under part of the gates that receive the word line program signals ( WLP0 , WLP1 , WLP2 , WLP3 ) receive and overlap or extend to a source / drain region (eg first doping region 310 in 3 ) of every first transistor 200a , 200b , 200c , 200d . We above in connection with 3 described, the additional fourth doping region extends 316 on or overlaps the first doping region 310 (the source / drain area of the first transistor 200 ). The second doping area 316a creates the additional current path 502 for the read current (in 5 shown). The second doping area 316b generates the additional current paths 504 , 506 . The second doping area 316c creates the additional current path 508 . When reading an OTP memory cell 102a , 102b , 102c , 102d can be an additional current path 502 , 504 , 506 , 508 reduce or minimize the occurrence of the diode effect for the read current.

6 zeigt eine beispielhafte Implementierung einer zweiten OTP-Speicherzelle gemäß manchen Ausführungsformen. Die OTP-Speicherzelle 102 ist der in 3 gezeigten Speicherzelle 102 ähnlich, aber mit der Hinzufügung des zusätzlichen leitfähigen Elements 600 und des ersten und des zweiten Kontakts 602, 604 zwischen dem leitfähigen Element 600 und dem ersten bzw. zweiten Dotierungsbereich 310, 312 des ersten Transistors 200 (z.B. die Source- und Drain-Bereiche des ersten Transistors 200). 6th FIG. 11 shows an exemplary implementation of a second OTP memory cell in accordance with some embodiments. The OTP memory cell 102 is the in 3 shown memory cell 102 similar, but with the addition of the additional conductive element 600 and the first and second contacts 602 , 604 between the conductive element 600 and the first and second doping regions, respectively 310 , 312 of the first transistor 200 (e.g. the source and drain areas of the first transistor 200 ).

Der erste Kontakt 602, durch die Durchkontaktierung 603, wird verwendet, um den zusätzlichen Strompfad 204 zu aktivieren, der durch den zusätzlichen vierten Dotierungsbereich 316 erzeugt wurde. Der zusätzliche Strompfad 204 wird aktiviert, wenn eine erste Vorspannung auf den ersten Kontakt 602 angelegt wird. Der zweite Kontakt 604, durch die Durchkontaktierung 605, wird verwendet, um einen zweiten Strompfad 606 in dem ersten Transistor 200 zu aktivieren, wenn die erste Vorspannung auf den zweiten Kontakt 604 angelegt wird. Ein Durchbruch zu dem Spitzenbereich 608 des zweiten Dotierungsbereichs 312 bildet eine niederohmige Verbindung zwischen dem Gate des ersten Transistors 200 und dem zweiten Dotierungsbereich 312. Die niederohmige Verbindung erzeugt den zweiten Strompfad 606 (z.B. ein Hochstrom-Antifuse-Element).The first contact 602 , through the via 603 , is used to add the Current path 204 to activate by the additional fourth doping area 316 was generated. The additional current path 204 is activated when an initial bias is applied to the first contact 602 is created. The second contact 604 , through the via 605 , is used to create a second rung 606 in the first transistor 200 activate when the first bias on the second contact 604 is created. A breakthrough to the top end 608 of the second doping region 312 forms a low-resistance connection between the gate of the first transistor 200 and the second doping region 312 . The low-resistance connection creates the second current path 606 (e.g. a high current antifuse element).

In einer Ausführungsform ist nur der erste Kontakt 602 in jeder OTP-Speicherzelle enthalten und wird zum Aktivieren des zusätzlichen Strompfades 204 verwendet. In einer anderen Ausführungsform sind sowohl der erste Kontakt 602 als auch der zweite Kontakt 604 in jeder Speicherzelle enthalten und werden zum Aktivieren des zusätzlichen Strompfades 204 und des zweiten Strompfades 604 verwendet. In anderen Ausführungsformen ist nur der zweite Kontakt 604 in jeder OTP-Speicherzelle enthalten und wird zum Aktivieren des zweiten Strompfades 604 verwendet.In one embodiment, there is only the first contact 602 contained in each OTP memory cell and is used to activate the additional current path 204 used. In another embodiment, both are the first contact 602 as well as the second contact 604 contained in each memory cell and are used to activate the additional current path 204 and the second current path 604 used. In other embodiments only the second contact is 604 contained in each OTP memory cell and is used to activate the second current path 604 used.

Der zweite Strompfad 606 befindet sich auf der Seite des ersten Transistors 200, die dem zweiten Kontakt 604 zugeordnet ist. In der veranschaulichten Ausführungsform befindet sich der zusätzliche Strompfad 204, der durch den zusätzlichen vierten Dotierungsbereich 316 erzeugt wird, auf der linken Seite des ersten Transistors 200 und der zweite Strompfad 606 befindet sich auf der rechten Seite des ersten Transistors 200. Somit wird der Strompfad für den ersten Transistor 200 verdoppelt (rechte und linke Seiten). Zusätzlich kann der Zellenstrom basierend auf dem zusätzlichen vierten Dotierungsbereich 316 erhöht werden, was wiederum die Lesemarge für die OTP-Speicherzelle 102 verbessert.The second rung 606 is on the side of the first transistor 200 that the second contact 604 assigned. In the illustrated embodiment, the additional current path is located 204 due to the additional fourth doping region 316 is generated on the left side of the first transistor 200 and the second rung 606 is on the right side of the first transistor 200 . This is the current path for the first transistor 200 doubled (right and left sides). In addition, the cell current can be based on the additional fourth doping region 316 which in turn increases the read margin for the OTP memory cell 102 improved.

In einigen Ausführungsformen können die Auswahltransistoren (z.B. 202) in den nicht ausgewählten OTP-Speicherzellen 102 Spannungsbeanspruchung erfahren, wenn die Vorspannungen auf die Gates (z.B. 300, 302 in 3) und/oder die Bitleitungen 112 angelegt werden, wenn eine Speicherzelle 102 programmiert (z.B. beschrieben) wird. Die Aufnahme eines dritten Transistors in die OTP-Speicherzellen 102 kann die Spannungsbeanspruchungen entspannen. 7 veranschaulicht ein schematisches Diagramm einer ersten OTP-Speicherzelle gemäß manchen Ausführungsformen. Die OTP-Speicherzelle 102 enthält den ersten Transistor 200, den zweiten Transistor 202 und einen dritten Transistor 700. In der veranschaulichten Ausführungsform sind der zweite Transistor 202 und der dritte Transistor 700 mit der Wortleitungslese- (WLR) Signalleitung 702 parallel geschaltet (mit den Gates des zweiten bzw. dritten Transistors 202, 700 verbunden). Der zweite und der dritte Transistor 202, 700 bilden im Wesentlichen einen kaskadierten Transistor 706. In einer Ausführungsform ist der kaskadierte Transistor 706 ein kaskadierter Auswahltransistor und der erste Transistor 200 ist ein Antifuse-Transistor. Der kaskadierte Transistor 706 ist mit dem ersten Transistor 200 in Reihe geschaltet. In anderen Ausführungsformen sind die Signalleitungen, die mit den Gates des zweiten Transistors 202 und dem dritten Transistor 700 verbunden sind, unterschiedliche Signalleitungen (z.B. nicht miteinander verbunden).In some embodiments, the selection transistors (eg 202) may be in the unselected OTP memory cells 102 Experienced voltage stress when the biases on the gates (e.g. 300, 302 in 3 ) and / or the bit lines 112 be applied when a memory cell 102 programmed (e.g. written). The inclusion of a third transistor in the OTP memory cells 102 can relax the tension. 7th FIG. 11 illustrates a schematic diagram of a first OTP memory cell in accordance with some embodiments. The OTP memory cell 102 contains the first transistor 200 , the second transistor 202 and a third transistor 700 . In the illustrated embodiment, the second transistor 202 and the third transistor 700 with the word line read (WLR) signal line 702 connected in parallel (with the gates of the second and third transistor 202 , 700 tied together). The second and the third transistor 202 , 700 essentially form a cascaded transistor 706 . In one embodiment, the cascaded transistor is 706 a cascaded selection transistor and the first transistor 200 is an antifuse transistor. The cascaded transistor 706 is with the first transistor 200 connected in series. In other embodiments, the signal lines are connected to the gates of the second transistor 202 and the third transistor 700 are connected, different signal lines (e.g. not connected to each other).

Der kaskadierte Transistor 706 kann die Spannungsbeanspruchung entspannen, was wiederum die Auswirkungen der Spannungsbeanspruchung reduziert. Der Spannungsabfall in einem einzelnen zweiten Transistor 202 (z.B. ein Auswahltransistor) kann beispielsweise fünf Volt betragen. Bei einem kaskadierten Transistor 706 kann der Spannungsabfall in dem zweiten Transistor 202 in dem kaskadierten Transistor 706 2,5 Volt betragen und der Spannungsabfall in dem dritten Transistor 700 in dem kaskadierten Transistor 706 kann 2,5 Volt betragen.The cascaded transistor 706 can relax the tension, which in turn reduces the effects of tension. The voltage drop in a single second transistor 202 (eg a selection transistor) can be five volts, for example. With a cascaded transistor 706 can be the voltage drop in the second transistor 202 in the cascaded transistor 706 2.5 volts and the voltage drop in the third transistor 700 in the cascaded transistor 706 can be 2.5 volts.

8 zeigt ein Layout dritter OTP-Speicherzellen gemäß manchen Ausführungsformen. 9 veranschaulicht ein schematisches Diagramm der dritten, in 8 beschriebenen, OTP-Speicherzellen. 8 wird in Verbindung mit 9 beschrieben. Das Layout 800 repräsentiert vier OTP-Speicherzellen 102a, 102b, 102c, 102d. Die erste OTP-Speicherzelle 102a enthält den ersten Transistor 200a, der mit dem kaskadierten Transistor 706a in Reihe geschaltet ist. Wie vorstehend beschrieben, ist der erste Transistor in einer Ausführungsform ein Antifuse-Transistor und der kaskadierte Transistor ist ein kaskadierter Auswahltransistor. Das Gate des ersten Transistors 200a empfängt ein Wortleitungsprogramm0(WLP0) Signal und das Gate des kaskadierten Transistors 706a empfängt ein Wortleitungslese- 0(WLR0) Signal. 8th shows a layout of third OTP memory cells according to some embodiments. 9 FIG. 11 illustrates a schematic diagram of the third, in FIG 8th described, OTP memory cells. 8th will be used in conjunction with 9 described. The layout 800 represents four OTP memory cells 102a , 102b , 102c , 102d . The first OTP memory cell 102a contains the first transistor 200a , the one with the cascaded transistor 706a is connected in series. As described above, in one embodiment, the first transistor is an antifuse transistor and the cascaded transistor is a cascaded select transistor. The gate of the first transistor 200a receives a word line program 0 ( WLP0 ) Signal and the gate of the cascaded transistor 706a receives a wordline read 0 (WLR0) signal.

Die zweite OTP-Speicherzelle 102b enthält den ersten Transistor 200b und den kaskadierten Transistor 706b, die in Reihe geschaltet sind. Das Gate des ersten Transistors 200b empfängt ein Wortleitungsprogramm- 1 (WLP1) Signal und das Gate des kaskadierten Transistors 706b empfängt ein Wortleitungslese- 1 (WLR1) Signal. Die zweite OTP-Speicherzelle 102b ist mit der ersten OTP-Speicherzelle 102a in Reihe geschaltet.The second OTP memory cell 102b contains the first transistor 200b and the cascaded transistor 706b connected in series. The gate of the first transistor 200b receives a word line program 1 ( WLP1 ) Signal and the gate of the cascaded transistor 706b receives a wordline read 1 ( WLR1 ) Signal. The second OTP memory cell 102b is with the first OTP memory cell 102a connected in series.

Die dritte OTP-Speicherzelle 102c enthält den ersten Transistor 200c und den kaskadierten Transistor 706c, die in Reihe geschaltet sind. Das Gate des ersten Transistors 200c empfängt ein Wortleitungsprogramm- 2 (WLP2) Signal und das Gate des kaskadierten Transistors 706c empfängt ein Wortleitungslese- 2 (WLR2) Signal.The third OTP memory cell 102c contains the first transistor 200c and the cascaded transistor 706c connected in series. The gate of the first transistor 200c receives a word line program- 2 ( WLP2 ) Signal and the gate of the cascaded transistor 706c receives a word line read 2 ( WLR2 ) Signal.

Die vierte OTP-Speicherzelle 102d enthält den ersten Transistor 200d und den kaskadierten Transistor 706d, die in Reihe geschaltet sind. Das Gate des ersten Transistors 200d empfängt ein Wortleitungsprogramm- 3 (WLP3) Signal und das Gate des kaskadierten Transistors 706d empfängt ein Wortleitungslese- 3 (WLR3) Signal. Die vierte OTP-Speicherzelle 102d ist mit der dritten OTP-Speicherzelle 102c in Reihe geschaltet.The fourth OTP memory cell 102d contains the first transistor 200d and the cascaded transistor 706d connected in series. The gate of the first transistor 200d receives a word line program- 3 ( WLP3 ) Signal and the gate of the cascaded transistor 706d receives a word line read 3 ( WLR3 ) Signal. The fourth OTP memory cell 102d is with the third OTP memory cell 102c connected in series.

Eine Bitleitung 112 erstreckt sich entlang der Source-/Drain-Bereiche des ersten und des zweiten Transistors 200a, 202a, 200b, 202b, 200c, 202c, 200d, 202d und ist damit verbunden, wie in 9 gezeigt. Ein Dummy-Bereich 402 ist zwischen der zweiten OTP-Speicherzelle 102b und der dritten OTP-Speicherzelle 102c ausgebildet. Ein Dummy-Bereich 402 ist auch neben der ersten OTP-Speicherzelle 102a und neben der vierten OTP-Speicherzelle 102d ausgebildet. Wie vorstehend beschrieben, bilden die Dummy-Bereiche 402 die Floating-Bereiche 500, die mit den Source-/Drain-Bereichen (z.B. erster Dotierungsbereich 310 in 3) der ersten und der vierten OTP-Speicherzellen 102a, 102d (siehe 9) verbunden sind. Die gestrichelte Linie 802 definiert eine Ein-Bit-OTP-Speicherzelle (z.B. OTP-Speicherzelle 102b).One bit line 112 extends along the source / drain regions of the first and second transistors 200a , 202a , 200b , 202b , 200c , 202c , 200d , 202d and is related to it, as in 9 shown. A dummy area 402 is between the second OTP memory cell 102b and the third OTP memory cell 102c educated. A dummy area 402 is also next to the first OTP memory cell 102a and next to the fourth OTP memory cell 102d educated. As described above, the dummy areas form 402 the floating areas 500 associated with the source / drain regions (e.g. first doping region 310 in 3 ) of the first and fourth OTP memory cells 102a , 102d (please refer 9 ) are connected. The dashed line 802 defines a one-bit OTP memory cell (e.g. OTP memory cell 102b) .

10 zeigt eine Speicheranordnung mit dritten OTP-Speicherzellen gemäß manchen Ausführungsformen. Obwohl 10 neun OTP-Speicherzellen zeigt, können andere Ausführungsformen eine beliebige Anzahl von OTP-Speicherzellen in einer Speicheranordnung enthalten. Zusätzlich werden die Vorspannungen BL1, BL2, BL3, WLP, WLR1 und WLR2 für die Bitleitungen 1006a, 1006b, 1006c und die Wortleitungen 1008a, 1010a, 1012a, 1008b, 1010b, 1012b, 1008c, 1010c, 1012c gezeigt. Es können jedwede geeignete Vorspannungen verwendet werden und 11 veranschaulicht beispielhafte Vorspannungen für die OTP-Speicherzellen. Im Allgemeinen werden die Vorspannungen basierend auf Leistungsdomänen bestimmt, die den OTP-Speicherzellen zugeordnet sind. Beispiele für Leistungsdomänen umfassen eine Programmierspannung, eine Zwischenspannung, eine Nennspannung und eine Massespannung, sind aber nicht darauf beschränkt. Die Programmierspannung wird zum Programmieren einer OTP-Speicherzelle verwendet und wird an die WLP-Signalleitung angelegt. Nicht einschränkende Beispiele für die diversen Spannungen umfassen eine Programmierspannung in dem Bereich zwei bis sechs Volt und eine Zwischenspannung, die zwischen einer Nennspannung und der Programmierspannung liegt, sind aber nicht darauf beschränkt. Die Nennspannung ist typischerweise eine Normal- oder Standardspannung für einen Transistor und wird von der Prozesstechnologie bestimmt; ein Beispiel für eine Nennspannung ist dabei 0,75 Volt. Die Massespannung ist VSS ähnlich und in manchen Ausführungsformen beträgt die Massespannung plus/minus mehrerer Hundert Millivolt zum Steuern von Leckagen oder Spannungsbeanspruchungen. 10 shows a memory arrangement with third OTP memory cells in accordance with some embodiments. Even though 10 9 shows nine OTP memory cells, other embodiments may include any number of OTP memory cells in a memory array. In addition, the biases BL1 , BL2 , BL3 , WLP , WLR1 and WLR2 for the bit lines 1006a , 1006b , 1006c and the word lines 1008a , 1010a , 1012a , 1008b , 1010b , 1012b , 1008c , 1010c , 1012c shown. Any suitable bias voltages can be used and 11 Figure 3 illustrates exemplary bias voltages for the OTP memory cells. In general, the bias voltages are determined based on power domains assigned to the OTP memory cells. Examples of power domains include, but are not limited to, a programming voltage, an intermediate voltage, a nominal voltage, and a ground voltage. The programming voltage is used to program an OTP memory cell and is applied to the WLP signal line. Non-limiting examples of the various voltages include, but are not limited to, a programming voltage in the range of two to six volts and an intermediate voltage that is between a nominal voltage and the programming voltage. The nominal voltage is typically a normal or standard voltage for a transistor and is determined by the process technology; an example of a nominal voltage is 0.75 volts. The ground voltage is similar to VSS, and in some embodiments the ground voltage is plus or minus several hundred millivolts for controlling leakage or voltage stresses.

In manchen Situationen kann eine höhere Programmierspannung verwendet werden, um die Zeit zu reduzieren, die zum Programmieren der OTP-Speicherzellen aufgewendet wird. Eine zu hohe Spannung kann jedoch zu einigen unerwünschten Nebeneffekten führen, wie etwa Transistorbeanspruchung für die ausgewählte OTP-Speicherzelle (z.B. OTP-Speicherzelle 1002) und die halbausgewählten OTP-Speicherzellen (z.B. OTP-Speicherzellen 1004), hohe Leistung und größere Schwierigkeiten beim Entwurf der Speicheranordnungsschaltungen (z.B. Spannungsgenerator, BL-MUX-Schaltungen usw.). Zum Reduzieren der Spannungsbeanspruchung wird die Zwischenspannung während des Programmierens an die Signalleitung WLR1 angelegt. Die Zwischenspannung reduziert die Spannungsbeanspruchung an dem bzw. den Auswahltransistor(en) (z.B. dem zweiten Transistor 202 und dem dritten Transistor 700) für die ausgewählte OTP-Speicherzelle (z.B. OTP-Speicherzelle 1002) und für die halbausgewählten OTP-Speicherzellen (z.B. OTP-Speicherzellen 1004).In some situations, a higher programming voltage can be used to reduce the time spent programming the OTP memory cells. However, too high a voltage can lead to some undesirable side effects, such as transistor stress for the selected OTP memory cell (e.g. OTP memory cell 1002 ) and the half-selected OTP memory cells (e.g. OTP memory cells 1004 ), high performance, and greater difficulty in designing the memory array circuits (e.g., voltage generator, BL-MUX circuits, etc.). To reduce the voltage stress, the intermediate voltage is applied to the signal line during programming WLR1 created. The intermediate voltage reduces the voltage stress on the selection transistor (s) (for example the second transistor) 202 and the third transistor 700 ) for the selected OTP memory cell (e.g. OTP memory cell 1002 ) and for the half-selected OTP memory cells (e.g. OTP memory cells 1004 ).

In 10 sind die WLR-Signalleitungen für den zweiten Transistor (z.B. zweiter Transistor 202) und den dritten Transistor (z.B. dritter Transistor 700) getrennte Signalleitungen (nicht miteinander verbunden). Die Transistoren in jeder OTP-Speicherzelle sind in Reihe geschaltet (z.B. der Antifuse-Transistor und der erste und der zweite Auwahltransistor) .In 10 are the WLR signal lines for the second transistor (e.g. second transistor 202 ) and the third transistor (e.g. third transistor 700 ) separate signal lines (not connected to each other). The transistors in each OTP memory cell are connected in series (for example the antifuse transistor and the first and second selection transistors).

Die Speicheranordnung 1000 enthält eine ausgewählte OTP-Speicherzelle 1002. Die verbleibenden OTP-Speicherzellen sind nicht ausgewählt. Die ausgewählte OTP-Speicherzelle 1002 wird durch Anlegen einer Programmierspannung an die Wortleitungsprogramm- (WLP) Signalleitung 1008a, die mit dem ersten Transistor (z.B. Antifuse-Transistor), einer Zwischenspannung an die WLR1-Signalleitung 1010a, die mit dem zweiten Transistor (z.B. erster Auswahltransistor) verbunden ist, und einer Nennspannung an die WLR2-Signalleitung 1012a, die mit dem dritten Transistor (z.B. zweiter Auswahltransistor) verbunden ist, ausgewählt. Eine Massespannung wird an die BL2-Signalleitung 1006b angelegt, die mit der ausgewählten OTP-Speicherzelle 1002 verbunden ist. In einem nicht einschränkenden Beispiel beträgt die Programmierspannung 5 Volt, die Zwischenspannung 1,2 Volt, die Nennspannung 0,75 Volt und die Massespannung 0 Volt. In diesem Beispiel erzeugen die zweite und die dritte Vorspannung ein erhöhtes WLR.The storage arrangement 1000 contains a selected OTP memory cell 1002 . The remaining OTP memory cells are not selected. The selected OTP memory cell 1002 is achieved by applying a programming voltage to the word line program ( WLP ) Signal line 1008a connected to the first transistor (e.g. antifuse transistor), an intermediate voltage to the WLR1 signal line 1010a, which is connected to the second transistor (e.g. first selection transistor), and a nominal voltage to the WLR2 signal line 1012a, which is connected to the third transistor (e.g. second selection transistor) is connected, selected. A ground voltage is applied to the BL2 signal line 1006b created with the selected OTP memory cell 1002 connected is. In one non-limiting example, the programming voltage is 5 volts, the intermediate voltage is 1.2 volts, the nominal voltage is 0.75 volts, and the ground voltage is 0 volts. In this example, the second and third biases create an increased WLR.

Bei den nicht ausgewählten OTP-Speicherzellen wird die Massespannung an die WLP-Signalleitungen 1008b, 1008c angelegt, die mit dem ersten Transistor verbunden sind, die WLR1-Signalleitung 1010b, 1010c, die mit dem zweiten Transistor verbunden sind, und die WLR2-Signalleitung 1012b, 1012c des dritten Transistors. Die Nennspannung wird auch auf die BL1 und BL3 Signalleitungen 1006a, 1006c angelegt.In the case of the unselected OTP memory cells, the ground voltage is applied to the WLP signal lines 1008b , 1008c connected to the first transistor, the WLR1 signal line 1010b , 1010c connected to the second transistor and the WLR2 signal line 1012b , 1012c of the third transistor. The nominal voltage is also applied to the BL1 and BL3 Signal lines 1006a , 1006c created.

11 veranschaulicht beispielhafte Vorspannungen für die in 10 gezeigten OTP-Speicherzellen. Manche der beispielhaften Vorspannungen können die Spannungsbeanspruchung der Transistoren in den eingekreisten Bereichen 1004, 1005 entspannen. Es werden fünf unterschiedliche Vorspannungen für einen Programmiervorgang gezeigt. Die fünf beispielhaften Vorspannungen weisen unterschiedliche Eigenschaften der Vorspannungen auf. 11 illustrates exemplary preloads for the in 10 OTP memory cells shown. Some of the exemplary bias voltages may reduce the voltage stress on the transistors in the circled areas 1004 , 1005 relax. Five different bias voltages are shown for a programming process. The five exemplary biases have different properties of the biases.

Die ersten (1) Vorspannungen 1100 für die ausgewählten und nicht ausgewählten OTP-Speicherzellen sind die im Zusammenhang mit 10 beschriebenen Programmier-, Zwischen-, Nenn- und Massespannungen. Die zweiten (2) Vorspannungen 1102 legen eine negative Vorspannung von -0,5 Volt an die BL2 Signalleitung 1006b an, die mit der ausgewählten OTP-Speicherzelle 1002 verbunden ist, legen eine Programmierspannung (z.B. 5 Volt) an die WLP-Signalleitung 1008a an, die mit der ausgewählten OTP-Speicherzelle 1002 verbunden ist, und legen eine Zwischenspannung (z.B. 1,2 Volt) an die WLR1 und WLR2 Signalleitungen 1010a, 1012a an, die mit der ausgewählten OTP-Speicherzelle 1002 verbunden ist. Die negative Vorspannung an der BL2-Signalleitung 1006b erhält eine hinreichende Programmier-Vorspannung zu der ausgewählten OTP-Speicherzelle 1002. Für die nicht ausgewählten Speicherzellen wird eine Massespannung (z.B. 0 Volt) an die WLP-Signalleitung 1008b, die WLP-Signalleitung 1008c, die WLR1-Signalleitungen 1010b, 1012b und die WLR2-Signalleitungen 1010c, 1012c angelegt. Eine Nennspannung (z.B. 0,75 Volt) wird an die BL1 und BL3 Signalleitungen 1006a, 1006c angelegt.The first (1) biases 1100 for the selected and unselected OTP memory cells are those related to 10 programming, intermediate, nominal and ground voltages. The second (2) biases 1102 apply a negative bias voltage of -0.5 volts to the BL2 Signal line 1006b with the selected OTP memory cell 1002 connected, apply a programming voltage (e.g. 5 volts) to the WLP signal line 1008a with the selected OTP memory cell 1002 connected, and apply an intermediate voltage (e.g. 1.2 volts) to the WLR1 and WLR2 Signal lines 1010a , 1012a with the selected OTP memory cell 1002 connected is. The negative bias on the BL2 signal line 1006b receives a sufficient programming bias for the selected OTP memory cell 1002 . A ground voltage (eg 0 volts) is applied to the WLP signal line for the memory cells that are not selected 1008b , the WLP signal line 1008c , the WLR1 signal lines 1010b , 1012b and the WLR2 signal lines 1010c , 1012c created. A nominal voltage (e.g. 0.75 volts) is applied to the BL1 and BL3 Signal lines 1006a , 1006c created.

Die dritten (3) Vorspannungen 1104 legen eine Programmierspannung (z.B. 5 Volt) an die WLP-Signalleitung 1008a an, die mit der ausgewählten OTP-Speicherzelle 1002 verbunden ist, eine Zwischenspannung (z.B. 1,2 Volt) an die WLR1 Signalleitung 1010a, die mit dem zweiten Transistor in der ausgewählten OTP-Speicherzelle 1002 verbunden ist, und eine erhöhte WLR-Nennspannung (z.B. 0,75 Volt) an die WLR2-Signalleitung 1012a, die mit dem dritten Transistor in der ausgewählten OTP-Speicherzelle 1002 verbunden ist. Eine Massespannung (z.B. 0 Volt) wird auf die BL2-Signalleitung 1006b angelegt, die mit der ausgewählten OTP-Speicherzelle 1002 verbunden ist. Die erhöhte WLR-Nennspannung entspannt die Spannungsbeanspruchung der Transistoren in den nicht ausgewählten OTP-Speicherzellen. Für die nicht ausgewählten Speicherzellen wird eine Massespannung (z.B. 0 Volt) an die WLP-Signalleitung 1008b, die WLP-Signalleitung 1008c, die WLR1-Signalleitungen 1010b, 1012b und die WLR2-Signalleitungen 1010c, 1012c angelegt. Eine Nennspannung (z.B. 0,75 Volt) wird an die BL1 und BL3 Signalleitungen 1006a, 1006c angelegt.The third (3) biases 1104 apply a programming voltage (e.g. 5 volts) to the WLP signal line 1008a with the selected OTP memory cell 1002 is connected, an intermediate voltage (e.g. 1.2 volts) to the WLR1 Signal line 1010a associated with the second transistor in the selected OTP memory cell 1002 and an increased WLR nominal voltage (e.g. 0.75 volts) to the WLR2 signal line 1012a, which is connected to the third transistor in the selected OTP memory cell 1002 connected is. A ground voltage (e.g. 0 volts) is applied to the BL2 signal line 1006b created with the selected OTP memory cell 1002 connected is. The increased WLR nominal voltage relaxes the voltage stress on the transistors in the unselected OTP memory cells. A ground voltage (eg 0 volts) is applied to the WLP signal line for the memory cells that are not selected 1008b , the WLP signal line 1008c , the WLR1 signal lines 1010b , 1012b and the WLR2 signal lines 1010c , 1012c created. A nominal voltage (e.g. 0.75 volts) is applied to the BL1 and BL3 Signal lines 1006a , 1006c created.

Die vierten (4) Vorspannungen 1106 legen eine höhere Sperrspannung (z.B. eine Zwischenspannung (1,2 Volt)) an die BL1- und BL3-Signalleitungen 1006a, 1006c und eine höhere Sperrspannung (z.B. eine Nennspannung (0,75 Volt)) an die WLR2-Signalleitungen 1012b, 1012c, die mit den dritten Transistoren der nicht ausgewählten OTP-Speicherzellen verbunden sind, an. Eine Massespannung (z.B. 0 Volt) wird an die WLP-Signalleitungen 1008b, 1008c und an die WLR1-Signalleitungen 1010b, 1010c der nicht ausgewählten OTP-Speicherzellen angelegt. Für die ausgewählte OTP-Speicherzelle wird eine Programmierspannung (z.B. 5 Volt) an die WLP-Signalleitung 1008a angelegt, die mit dem ersten Transistor verbunden ist, eine Zwischenspannung (z.B. 1,2 Volt) wird an die WLR1-Signalleitung 1010a angelegt, die mit dem zweiten Transistor verbunden ist, eine Nennspannung (z.B. 0,75 Volt) wird an die WLR2-Signalleitung 1012a angelegt, die mit dem dritten Transistor verbunden ist, und eine Massespannung (z.B. 0 Volt) wird an die BL2-Signalleitung 1006b angelegt, die mit der ausgewählten OTP-Speicherzelle 1002 verbunden ist.The fourth (4) biases 1106 apply a higher blocking voltage (eg an intermediate voltage (1.2 volts)) to the BL1 and BL3 signal lines 1006a, 1006c and a higher blocking voltage (eg a nominal voltage (0.75 volts)) to the WLR2 signal lines 1012b , 1012c connected to the third transistors of the unselected OTP memory cells. A ground voltage (e.g. 0 volts) is applied to the WLP signal lines 1008b , 1008c and to the WLR1 signal lines 1010b , 1010c of the unselected OTP memory cells. A programming voltage (eg 5 volts) is applied to the WLP signal line for the selected OTP memory cell 1008a connected to the first transistor, an intermediate voltage (e.g. 1.2 volts) is applied to the WLR1 signal line 1010a, which is connected to the second transistor, a nominal voltage (e.g. 0.75 volts) is applied to the WLR2- Signal line 1012a connected to the third transistor is applied, and a ground voltage (e.g., 0 volts) is applied to the BL2 signal line 1006b created with the selected OTP memory cell 1002 connected is.

Die fünften (5) Vorspannungen 1108 kombinieren die zweiten und die dritten Vorspannungen 1102, 1104. Eine negative Vorspannung wird an die BL2-Signalleitung 1006b angelegt, die mit der ausgewählten OTP-Speicherzelle 1002 verbunden ist, und die erhöhte WLR-Nennspannung (z.B. 0,75 Volt) wird an die WLR2-Signalleitung 1012a angelegt, die mit dem dritten Transistor in der ausgewählten OTP-Speicherzelle 1002 verbunden ist.The fifth (5) biases 1108 combine the second and third biases 1102 , 1104 . A negative bias is applied to the BL2 signal line 1006b created with the selected OTP memory cell 1002 and the increased nominal WLR voltage (e.g. 0.75 volts) is applied to the WLR2 signal line 1012a, which is connected to the third transistor in the selected OTP memory cell 1002 connected is.

In 11 werden beispielhafte Vorspannungen für einen Lesevorgang 1110 gezeigt. Eine Zwischenspannung (z.B. 1,4 Volt) wird an die WLP-Signalleitung 1008a der ausgewählten OTP-Speicherzelle 1002 angelegt und eine Nennspannung (z.B. 0,75 Volt) wird an die WLR1- und WLR2-Signalleitungen 1010a, 1012a, die mit der ausgewählten OTP-Speicherzelle 1002 verbunden sind, angelegt. Eine Massespannung (z.B. 0 Volt) wird an die BL2-Signalleitung 1006b angelegt, die mit der ausgewählten OTP-Speicherzelle 1002 verbunden ist. Für die nicht ausgewählten Speicherzellen wird eine Massespannung (z.B. 0 Volt) an die WLP-Signalleitung 1008b, die WLP-Signalleitung 1008c, die WLR1-Signalleitungen 1010b, 1012b und die WLR2-Signalleitungen 1010c, 1012c angelegt und eine Nennspannung (z.B. 0,75 Volt) wird an die BL1- und BL3-Signalleitungen 1006a, 1006c angelegt.In 11 are exemplary biases for a read operation 1110 shown. An intermediate voltage (e.g. 1.4 volts) is applied to the WLP signal line 1008a of the selected OTP memory cell 1002 and a nominal voltage (e.g. 0.75 volts) is applied to the WLR1 and WLR2 signal lines 1010a, 1012a associated with the selected OTP memory cell 1002 connected. A ground voltage (e.g. 0 volts) is applied to the BL2 signal line 1006b created with the selected OTP memory cell 1002 connected is. A ground voltage (eg 0 volts) is applied to the WLP signal line for the memory cells that are not selected 1008b , the WLP signal line 1008c , the WLR1 signal lines 1010b , 1012b and the WLR2 signal lines 1010c , 1012c and a nominal voltage (eg, 0.75 volts) is applied to the BL1 and BL3 signal lines 1006a, 1006c.

Vorstehend wurde ein Überblick über die Merkmale mehrerer Ausführungsführungsformen gegeben, so dass der Fachmann besser die Aspekte der vorliegenden Offenbarung verstehen kann. Der Fachmann wird zu würdigen wissen, dass sich die vorliegende Offenbarung ohne weiteres als Grundlage für den Entwurf oder die Modifikation anderer Prozesse und Strukturen zur Ausführung des gleichen Zwecks und/oder dem Erreichen der gleichen Vorteile der hierin vorgestellten Ausführungsformen verwenden lassen. Der Fachmann sollte auch erkennen, dass solche gleichwertigen Konstruktionen nicht vom Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung abweichen, und dass sich diverse Veränderungen, Substitutionen und Änderungen daran vornehmen lassen, ohne dass vom Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung abgewichen werden würde.An overview of the features of several embodiments has been given above so that those skilled in the art can better understand the aspects of the present disclosure. Those skilled in the art will appreciate that the present disclosure can readily be used as a basis for designing or modifying other processes and structures to accomplish the same purpose and / or achieve the same advantages as the embodiments presented herein. It should also be recognized by those skilled in the art that such equivalent constructions do not depart from the spirit and scope of the present disclosure, and that various changes, substitutions, and changes can be made therein without departing from the spirit and scope of the present disclosure.

In einem Aspekt enthält eine einmalig programmierbare (OTP) Speicherzelle einen Antifuse-Transistor, der mit einem Auswahltransistor in Reihe geschaltet ist. Der Antifuse-Transistor enthält ein erstes Gate, einen ersten Dotierungsbereich, der einen ersten Source-/Drain-Bereich bildet, und einen zweiten Dotierungsbereich, der einen zweiten Source-/Drain-Bereich bildet. Der Auswahltransistor beinhaltet ein zweites Gate, den zweiten Dotierungsbereich, der einen dritten Source-/Drain-Bereich bildet, und einen dritten Dotierungsbereich, der einen vierten Source-/Drain-Bereich bildet. Ein zusätzlicher vierter Dotierungsbereich ist mit dem ersten Dotierungsbereich verbunden und erstreckt sich teilweise unter dem ersten Gate des Antifuse-Transistors. Der zusätzliche vierte Dotierungsbereich bildet einen zusätzlichen Strompfad für einen Lesestrom.In one aspect, a one-time programmable (OTP) memory cell includes an antifuse transistor connected in series with a select transistor. The antifuse transistor contains a first gate, a first doping region which forms a first source / drain region, and a second doping region which forms a second source / drain region. The selection transistor includes a second gate, the second doping region, which forms a third source / drain region, and a third doping region, which forms a fourth source / drain region. An additional fourth doping region is connected to the first doping region and extends partially under the first gate of the antifuse transistor. The additional fourth doping region forms an additional current path for a read current.

In einem anderen Aspekt enthält eine OTP-Speicherzelle einen Antifuse-Transistor, einen ersten Auswahltransistor, der operativ mit dem Antifuse-Transistor verbunden ist, und einen zweiten Auswahltransistor, der operativ mit dem ersten Auswahltransistor verbunden ist. Eine erste Wortleitungslesesignalleitung ist mit einem ersten Gate des ersten Auswahltransistors verbunden. Ein zweites Wortleitungslesesignal ist mit einem zweiten Gate des zweiten Auswahltransistors und der ersten Wortleitungslesesignalleitung derart verbunden, dass der erste und der zweite Auswahltransistor einen kaskadierten Auswahltransistor bilden.In another aspect, an OTP memory cell includes an antifuse transistor, a first selection transistor operatively connected to the antifuse transistor, and a second selection transistor operatively connected to the first selection transistor. A first word line read signal line is connected to a first gate of the first selection transistor. A second word line read signal is connected to a second gate of the second selection transistor and the first word line read signal line in such a way that the first and the second selection transistor form a cascaded selection transistor.

In noch einem anderen Aspekt enthält eine Elektronikvorrichtung eine Speicheranordnung und eine Verarbeitungsvorrichtung, die operativ mit der Speicheranordnung verbunden ist. Die Speicheranordnung enthält eine einmalig programmierbare (OTP) Speicherzelle, die einen Antifuse-Transistor enthält, der mit einem Auswahltransistor in Reihe geschaltet ist. Der Antifuse-Transistor enthält ein erstes Gate, einen ersten Dotierungsbereich, der einen ersten Source-/Drain-Bereich bildet, und einen zweiten Dotierungsbereich, der einen zweiten Source-/Drain-Bereich bildet. Der Auswahltransistor beinhaltet ein zweites Gate, den zweiten Dotierungsbereich, der einen dritten Source-/Drain-Bereich bildet, und einen dritten Dotierungsbereich, der einen vierten Source-/Drain-Bereich bildet. Ein zusätzlicher vierter Dotierungsbereich ist mit dem ersten Dotierungsbereich verbunden und erstreckt sich teilweise unter dem ersten Gate des Antifuse-Transistors. Ein erster Kontakt ist mit dem ersten Dotierungsbereich verbunden. Ein zweiter Kontakt ist mit dem zweiten Dotierungsbereich verbunden. Die Verarbeitungsvorrichtung ist betreibbar, um zu veranlassen, dass eine Vorspannung auf den ersten Kontakt angelegt wird, um einen zusätzlichen Strompfad zu aktivieren, der von dem zusätzlichen vierten Dotierungsbereich für einen Lesestrom erzeugt wurde, und an den zweiten Kontakt, um einen zweiten Strompfad für den Lesestrom zu aktivieren.In yet another aspect, an electronic device includes a memory array and a processing device operatively connected to the memory array. The memory arrangement contains a one-time programmable (OTP) memory cell which contains an antifuse transistor which is connected in series with a selection transistor. The antifuse transistor contains a first gate, a first doping region which forms a first source / drain region, and a second doping region which forms a second source / drain region. The selection transistor includes a second gate, the second doping region, which forms a third source / drain region, and a third doping region, which forms a fourth source / drain region. An additional fourth doping region is connected to the first doping region and extends partially under the first gate of the antifuse transistor. A first contact is connected to the first doping region. A second contact is connected to the second doping region. The processing device is operable to cause a bias voltage to be applied to the first contact to activate an additional current path created by the additional fourth doping region for a read current and to the second contact to activate a second current path for the Activate read current.

Die in dieser Anmeldung bereitgestellte Beschreibung und Veranschaulichung von einem oder mehreren Aspekten soll den Umfang der Offenbarung, wie auf jedwede Weise beansprucht, nicht begrenzen oder einschränken. Die in dieser Anmeldung bereitgestellten Aspekte, Beispiele und Details werden als ausreichend angesehen, Besitz zu übertragen und andere zu befähigen, die beanspruchte Offenbarung herzustellen und optimal zu nutzen. Die beanspruchte Offenbarung darf nicht als auf einen Aspekt, ein Beispiel oder ein Details, das in der Anmeldung bereitgestellt wird, beschränkt ausgelegt werden. Ungeachtet dessen, ob in Kombination oder separat gezeigt und beschrieben, ist beabsichtigt, dass die diversen Merkmale (sowohl strukturell als auch methodisch) selektiv einbezogen oder ausgelassen werden, um eine Ausführungsform mit einem bestimmten Satz von Merkmalen zu erstellen. Anhand der Beschreibung und Veranschaulichung der vorliegenden Anmeldung kann sich der Fachmann Variationen, Modifikationen und alternative Aspekte vorstellen, die in den Geist der breiteren Aspekte des allgemeinen erfinderischen Konzepts fallen, die in dieser Anmeldung verkörpert sind und nicht von dem breiteren Umfang der beanspruchten Offenbarung abweichen.The description and illustration of one or more aspects provided in this application are not intended to limit or limit the scope of the disclosure as claimed in any way. The aspects, examples, and details provided in this application are believed sufficient to impart ownership and enable others to make and make optimal use of the claimed disclosure. The claimed disclosure is not to be construed as limited to any aspect, example, or detail provided in the application. Regardless of whether shown and described in combination or separately, it is intended that the various features (both structural and methodological) be selectively included or omitted in order to create an embodiment having a particular set of features. Having described and illustrated the present application, those skilled in the art can envision variations, modifications, and alternative aspects that come within the spirit of the broader aspects of the general inventive concept embodied in this application and that do not depart from the broader scope of the disclosure as claimed.

Claims (20)

Einmalig programmierbare (OTP) Speicherzelle, umfassend: einen Antifuse-Transistor, der ein erstes Gate, einen ersten Dotierungsbereich, der einen ersten Source-/Drain-Bereich bildet, und einen zweiten Dotierungsbereich, der einen zweiten Source-/Drain-Bereich bildet, umfasst; einen Auswahltransistor, der mit dem Antifuse-Transistor in Reihe geschaltet ist, wobei der Auswahltransistor ein zweites Gate, den zweiten Dotierungsbereich, der einen dritten Source-/Drain-Bereich bildet, und einen dritten Dotierungsbereich, der einen vierten Source-/Drain-Bereich bildet, umfasst; und einen zusätzlichen vierten Dotierungsbereich, der mit dem ersten Dotierungsbereich verbunden ist und sich teilweise unter dem ersten Gate des Antifuse-Transistors erstreckt, wobei der zusätzliche vierte Dotierungsbereich einen zusätzlichen Strompfad für einen Lesestrom erzeugt.A one-time programmable (OTP) memory cell comprising: an antifuse transistor having a first gate, a first doping region forming a first source / drain region, and a second doping region forming a second source / drain region, includes; a selection transistor connected in series with the antifuse transistor, the selection transistor having a second gate, the second doping region, which forms a third source / drain region, and a third doping region, which is a fourth source / drain region forms, includes; and an additional fourth doping region that is connected to the first doping region and extends partially under the first gate of the antifuse transistor, wherein the additional fourth doping region creates an additional current path for a read current. OTP-Speicherzelle nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen ersten Kontakt mit dem ersten Dotierungsbereich; und einen zweiten Kontakt mit dem zweiten Dotierungsbereich; und ein leitfähiges Element, das den ersten und den zweiten Kontakt verbindet.OTP memory cell after Claim 1 , further comprising: a first contact with the first doping region; and a second contact with the second doping region; and a conductive element connecting the first and second contacts. OTP-Speicherzelle nach Anspruch 2, wobei der zusätzliche Strompfad mit einer ersten Vorspannung aktiviert ist, die an den ersten Kontakt angelegt ist, und ein zweiter Strompfad aktiviert wird, wenn die Vorspannung auf den zweiten Kontakt angewendet wird.OTP memory cell after Claim 2 wherein the additional current path is activated with a first bias applied to the first contact and a second current path activated when the bias is applied to the second contact. OTP-Speicherzelle nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner einen Halo-Bereich zwischen dem ersten und dem zweiten Dotierungsbereich und neben dem ersten Dotierungsbereich und dem zusätzlichen vierten Dotierungsbereich angeordnet umfassend.OTP memory cell according to one of the preceding claims, further comprising a halo region arranged between the first and the second doping region and next to the first doping region and the additional fourth doping region. OTP-Speicherzelle nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner einen Halo-Bereich zwischen dem zweiten und dem dritten Dotierungsbereich und neben dem zweiten Dotierungsbereich umfassend.OTP memory cell according to one of the preceding claims, further comprising a halo region between the second and the third doping region and next to the second doping region. OTP-Speicherzelle nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der erste Dotierungsbereich, der zweite Dotierungsbereich, der dritte Dotierungsbereich und der zusätzliche vierte Dotierungsbereich mit einem Dotierstoff oder Dotierstoffen mit einem ersten leitfähigen Typ gebildet sind.OTP memory cell according to one of the preceding claims, wherein the first doping region, the second doping region, the third doping region and the additional fourth doping region are formed with a dopant or dopants of a first conductive type. OTP-Speicherzelle nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die OTP-Speicherzelle in einer Vielzahl von OTP-Speicherzellen in einer Speicheranordnung enthalten ist.OTP memory cell according to one of the preceding claims, wherein the OTP memory cell is contained in a plurality of OTP memory cells in a memory arrangement. Einmalig programmierbare (OTP) Speicherzelle, umfassend: einen Antifuse-Transistor; einen ersten Auswahltransistor, der operativ mit dem Antifuse-Transistor verbunden ist; und einen zweiten Auswahltransistor, der operativ mit dem ersten Auswahltransistor verbunden ist, wobei: eine erste Wortleitungslesesignalleitung mit einem ersten Gate des ersten Auswahltransistors verbunden ist; und ein zweites Wortleitungslesesignal mit einem zweiten Gate des zweiten Auswahltransistors und der ersten Wortleitungslesesignalleitung derart verbunden ist, dass der erste und der zweite Auswahltransistor einen kaskadierten Auswahltransistor bilden.One time programmable (OTP) memory cell comprising: an antifuse transistor; a first selection transistor operatively connected to the antifuse transistor; and a second selection transistor operatively connected to the first selection transistor, wherein: a first word line read signal line is connected to a first gate of the first selection transistor; and a second word line read signal is connected to a second gate of the second selection transistor and the first word line read signal line in such a way that the first and the second selection transistor form a cascaded selection transistor. OTP-Speicherzelle nach Anspruch 8, wobei der kaskadierte Auswahltransistor mit dem Antifuse-Transistor in Reihe geschaltet ist.OTP memory cell after Claim 8 , wherein the cascaded selection transistor is connected in series with the antifuse transistor. OTP-Speicherzelle nach Anspruch 8 oder 9, wobei ein Drain-/Source-Bereich des Antifuse-Transistors mit einem Floating-Bereich verbunden ist.OTP memory cell after Claim 8 or 9 , wherein a drain / source region of the antifuse transistor is connected to a floating region. OTP-Speicherzelle nach einem der Ansprüche 8 bis 10, ferner eine Bitleitung umfassend, die mit dem Antifuse-Transistor, dem ersten Auswahltransistor und dem zweiten Auswahltransistor verbunden ist, wobei während eines Programmiervorgangs eine negative Vorspannung an die Bitleitung angelegt wird.OTP memory cell according to one of the Claims 8 until 10 , further comprising a bit line connected to the antifuse transistor, the first selection transistor and the second selection transistor, wherein a negative bias voltage is applied to the bit line during a programming operation. OTP-Speicherzelle nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei eine erste Vorspannung an eine erste Wortleitungslesesignalleitung angelegt wird, die mit einem ersten Gate des ersten Auswahltransistors verbunden ist, und eine unterschiedliche zweite Vorspannung an eine zweite Wortleitungslesesignalleitung angelegt wird, die mit einem zweiten Gate des zweiten Auswahltransistors verbunden ist.OTP memory cell according to one of the Claims 8 until 11 wherein a first bias voltage is applied to a first word line read signal line connected to a first gate of the first selection transistor and a different second bias voltage is applied to a second word line read signal line connected to a second gate of the second selection transistor. Elektronikvorrichtung, umfassend: eine Verarbeitungsvorrichtung; eine Speicheranordnung, die operativ mit der Verarbeitungsvorrichtung verbunden ist, wobei die Speicheranordnung umfasst: eine einmalig programmierbare (OTP) Speicherzelle, umfassend: einen Antifuse-Transistor, der ein erstes Gate, einen ersten Dotierungsbereich, der einen ersten Source-/Drain-Bereich bildet, und einen zweiten Dotierungsbereich, der einen zweiten Source-/Drain-Bereich bildet, umfasst; einen Auswahltransistor, der mit dem Antifuse-Transistor in Reihe geschaltet ist, wobei der Auswahltransistor ein zweites Gate, den zweiten Dotierungsbereich, der einen dritten Source-/Drain-Bereich bildet, und einen dritten Dotierungsbereich, der einen vierten Source-/Drain-Bereich bildet, umfasst; einen zusätzlichen vierten Dotierungsbereich, der mit dem ersten Dotierungsbereich verbunden ist und sich teilweise unter dem ersten Gate des Antifuse-Transistors erstreckt; einen ersten Kontakt, der mit dem ersten Dotierungsbereich verbunden ist; und einen zweiten Kontakt, der mit dem zweiten Dotierungsbereich verbunden ist, wobei die Verarbeitungsvorrichtung betreibbar ist, um zu veranlassen, dass eine Vorspannung an den ersten Kontakt angelegt wird, um einen zusätzlichen Strompfad zu aktivieren, der von dem zusätzlichen vierten Dotierungsbereich für einen Lesestrom erzeugt wird, und an den zweiten Kontakt, um einen zweiten Strompfad für den Lesestrom zu aktivieren.An electronic device comprising: a processing device; a memory array operatively connected to the processing device, the memory array comprising: a one-time programmable (OTP) memory cell comprising: an antifuse transistor forming a first gate, a first dopant region forming a first source / drain region , and a second doping region forming a second source / drain region; a selection transistor connected in series with the antifuse transistor, the selection transistor having a second gate, the second doping region, which forms a third source / drain region, and a third doping region, which is a fourth source / drain region forms, includes; an additional fourth doping region connected to the first doping region and extending partially below the first gate of the antifuse transistor; a first contact connected to the first doping region; and a second contact connected to the second doping region, wherein the processing device is operable to cause that a bias is applied to the first contact to activate an additional current path generated by the additional fourth doping region for a read current, and to the second contact to activate a second current path for the read current. Elektronikvorrichtung nach Anspruch 13, wobei die OTP-Speicherzelle ferner ein leitfähiges Element umfasst, das mit dem ersten und dem zweiten Kontakt verbunden ist.Electronic device according to Claim 13 wherein the OTP memory cell further comprises a conductive element connected to the first and second contacts. Elektronikvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, wobei die OTP-Speicherzelle ferner ein leitfähiges Element umfasst, das mit dem ersten Kontakt oder dem zweiten Kontakt verbunden ist.Electronic device according to Claim 13 or 14th wherein the OTP memory cell further comprises a conductive element connected to the first contact or the second contact. Elektronikvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die OTP-Speicherzelle ferner einen Halo-Bereich umfasst, der zwischen dem ersten und dem zweiten Dotierungsbereich und neben dem ersten Dotierungsbereich und dem zusätzlichen vierten Dotierungsbereich ausgebildet ist.Electronic device according to one of the Claims 13 until 15th wherein the OTP memory cell further comprises a halo region which is formed between the first and the second doping region and next to the first doping region and the additional fourth doping region. Elektronikvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei die OTP-Speicherzelle ferner einen Halo-Bereich umfasst, der zwischen dem zweiten Dotierungsbereich und dem dritten Dotierungsbereich und neben dem zweiten Dotierungsbereich ausgebildet ist.Electronic device according to one of the Claims 13 until 16 wherein the OTP memory cell further comprises a halo region which is formed between the second doping region and the third doping region and next to the second doping region. Elektronikvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei der erste Dotierungsbereich, der zweite Dotierungsbereich, der dritte Dotierungsbereich und der zusätzliche vierte Dotierungsbereich mit einem Dotierstoff oder Dotierstoffen mit einem ersten leitfähigen Typ gebildet sind.Electronic device according to one of the Claims 13 until 17th wherein the first doping region, the second doping region, the third doping region and the additional fourth doping region are formed with a dopant or dopants with a first conductive type. Elektronikvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, wobei ein Drain-/Source-Bereich des Antifuse-Transistors mit einem Floating-Bereich verbunden ist.Electronic device according to one of the Claims 13 until 18th , wherein a drain / source region of the antifuse transistor is connected to a floating region. Elektronikvorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 19, ferner umfassend: eine Zeilenauswahlschaltung, die operativ mit einer oder mehreren Wortleitungen in der Speicheranordnung verbunden ist; und eine Spaltenauswahlschaltung, die operativ mit einer oder mehreren Bitleitungen in der Speicheranordnung verbunden ist.Electronic device according to one of the Claims 18 until 19th , further comprising: a row select circuit operatively connected to one or more word lines in the memory array; and a column selection circuit operatively connected to one or more bit lines in the memory array.
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